CARBOIDRATOS NA DIGESTÃO DE RUMINANTES

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CARBOIDRATOS NA
 DIGESTÃO DOS RUMINANTES
Docente: José Geraldo 
Discente: Janilson Olegário 
Ipanguaçu-RN
06/07/2017
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carboidrato
Carboidratos (CHO) são compostos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio que representam a categoria mais abundante em termos de nutrientes nas plantas. São divididos em CHO estrtuturais (fazem parte da parede vegetal) e não estruturais (não fazem partem da parede celular das plantas e aproveitados como fonte de energia por meio de uma relação mutualística com bactérias, fungos e protozoários que habitam o rúmen.
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As forragens são o alimento preponderante para ruminantes em condições naturais, o que confere a estes animais uma grande vantagem competitiva. Mas os ruminantes aproveitariam muito pouco se dependessem apenas de suas próprias enzimas, incapazes de quebrarem as ligações químicas formadoras dos carboidratos estruturais. 
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carboidrato
A retribuição dos microrganismos que habitam o rúmen. São eles que degradam os carboidratos estruturais, concomitantemente com os carboidratos não estruturais, transformando-os em açúcares simples, retirando destes a energia que precisam através da fermentação. O ruminante, por sua vez, fornece para esses microrganismos o ambiente ruminal com condições relativamente estáveis (umidade, calor, pH, osmolaridade, anaerobiose) e substrato (alimento) periodicamente renovado.
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Bactérias:
A classificação é feita parcialmente em função dos substratos que as bactérias utilizam e parcialmente considerando o que elas produzem,
a) Digestoras de celulose ou celulolíticas: Bacterioides succinogenes
b) Digestoras de amido ou amilolíticas
c) Digestoras de hemicelulose
d) bactérias fermentadoras de açúcares (glicolíticas)
e) Bactérias que utilizam ácidos
f) Bactérias metanogênicas
g) Bactérias digestoras de proteína ou proteolíticas
h) Bactérias digestoras de gordura ou lipolíticas
i) Bactérias que hidrolisam a uréia
j) Bactérias produtoras de amônia a partir de compostos nitrogenados
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CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
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Os carboidratos no ruminante são em sua maioria fermentados e têm como produtos dessas fermentações os seguintes compostos: 
Acético (C2)
Propiônico (C3)
Butírico (C4)
Outros (valérico, isovalérico, etc.)
Os microorganismos do rúmen apresentam uma capacidade muito grande de aproveitamento destes carboidratos, sendo que o ruminantes utilizam os produtos finais da fermentação ruminal como fonte de energia para seu metabolismo.
CELULOSE HEMICELULOSE PECTINA AMIDO AÇÚCARES
 GLUCOSE 
ACIDOS GRAXOS VOLATEIS ACIDO LÁTICO
 
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Função dos carboIdratos
A principal função dos carboidratos é ser fonte de energia para os animais. No caso dos ruminantes, a maior parte da digestão ocorre no rúmen, apesar de que, dependendo dos ingredientes da dieta, digestão de porção considerável de CHOs pode ocorrer pós-ruminalmente. 
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A fermentação é um processo muito menos eficaz do que a respiração, em termos de utilização de energia. Graças a isso, os resíduos da fermentação ainda contêm energia para ser aproveitada pelo hospedeiro. Os resíduos da fermentação ruminal dos carboidratos são os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), principalmente acético, propiônico e butírico, que são absorvidos pelas papilas ruminais e passam à circulação sanguínea. Os AGCC podem ser usados para geração de energia ou como precursores de gordura (acético e butírico) ou de glicose (propiônico). 
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 os carboIdratos e suas Frações de Interesse na nutrIção
Separam-se os CHO em duas frações, diferenciadas pelas funções que desempenham em:
 a) Carboidratos não estruturais: ligados à reserva e translocação de energia e síntese de outros produtos. b) Carboidratos estruturais: responsáveis por dar forma e manter a estrutura da planta. Resiste às enzimas digestivas de mamíferos.
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Processo evolutivo → Desenvolvimento do RÚMEM →Câmara fermentativa.
Condições de desenvolvimento das bactérias, protozoários e fungos que realizam o fracionamento dos alimentos.
Anaerobiose, ou seja, ausência quase total de oxigênio (O2);
 Ph entre 5,5 a 7,0 sendo mais comum, valore entre 6,8 a 6,9;
 Temperatura entre 39 40o C;
 Alta umidade (em torno de 80% até 90% de água);
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Amido é o principal CNE para ruminantes 
O amido corresponde a 50-100% do CNE na maioria dos alimentos. Como qualquer outro CNE, tem como características a alta taxa de fermentação, produção de ácido lático como subproduto e redução do pH ruminal com consequente possibilidade de atrapalhar a degradação da fibra. Por outro lado, em pequenas quantidades podem ajudar no crescimento inicial das bactérias ruminais, reduzindo o tempo de colonização das partículas de alimentos pelas bactérias. O tempo de colonização, ou lag-time, é o tempo entre o início da colonização até o início da degradação. 
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Amido (célula vegetal): Compostos por moléculas de glicose unidas entre se por ligações glicosídicas  α-1,4 utilizados como reserva natural das plantas (compõe 70% nas sementes)
. Amilose (20 a 30% do amido): ligação glicosídica α-1,4
. Amilopectina: ligação glicosídica α -1,4 e α -1,6
O amido e a dextrina é rapidamente degradado no rúmen pela ação das amilases microbiana, dando origem à maltose e isomaltose, sendo posteriormente decomposta pelas maltases, maltases fosforilases ou 1,6 glicosidases microbianas, resultando em glicose-1-fosfato (McDonald et al., 1995).
Dietas ricas em amido, dextrina e carboidratos solúveis, todos de fácil degradação no rúmen reduz a degradabilidade dos compostos fibrosos, pois as bactérias atacam preferencialemente os carboidratos mais simples, além de que, estas dietas podem ocasionar acúmulos de AGV’s, supressão de certas bactérias anaeróbicas e um marcante aumento nas bactérias produtoras de ácido lático (Teixeira, 1992).
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Digestão dos carboidratos
FATORES RESPONSÁVEIS PELA DIGESTÃO:
    Na digestão dos alimentos, participam fenômenos de natureza química e física. Os processos físicos compreendem a atividade motora do trato gastrintestinal, bem como o umedecimento e mistura do conteúdo, os processos químicos e as secreções digestivas. São os seguintes os fatores responsáveis pela digestão (Teixeira, 1996):
a)     Fatores mecânicos – compreendem a mastigação, deglutição, regurgitação, motilidade gástrica e intestinal e defecação.
b)     Fatores secretórios – compreendem as atividades das glândulas digestivas (glândulas do trato gastrintestinal e glândulas acessórias).
c)     Fatores químicos – compreendem as enzimas, tanto as produzidas pelas glândulas como as das plantas (menos importante) e as substâncias químicas (ex: HCl), produzida pela mucosa gástrica.
d)     Fatores microbianos – compreendem as atividades secretoras dos microrganismos (bactérias, protozoários, fungos e leveduras) presentes no estômago e intestino dos animais ruminantes e no intestino dos herbívoros monogástricos.
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Os primeiros passos para que ocorra a ação ou maior atividade hidrolítica das enzimas produzidas pelas bactérias ruminais sobre os carboidratos, são a hidratação das partículas alimentares e a adesão ou a colonização das bactérias às partículas dos alimentos. A adesão permite uma melhor atuação das enzimas ligadas a parede da bactéria, diminuindo assim a necessidade de sintetizar maiores quantidades de enzimas extracelulares para degradar os carboidratos. Além disto, à adesão permite uma captação mais rápida e eficiente dos compostos gerados pela atividade enzimática, bem como a atuação em cadeia das diversas enzimas (Cunningham, 1993).
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Diagrama de representação da formação de consórcios microbianos e biofilmes na superfície de partículas de alimento. (A) Bactérias associam com alimento qualquer aleatoriamente ou por
atração química. (B) Bactérias aderem à partícula alimentar através do glicocalix bacterianos e associados a proteínas carreadoras. (C) Bactérias se dividem para produzir células irmãs (processo de colonização) e depressões provocadas pela digestão ficam visíveis na superfície das partículas de alimentos. (D) Bactérias adicionais combinam com colonizadores primários para formar ricos biofilmes e a digestão de partículas está acelerada. (E) Porções do biofilme dissociam das partículas de alimentos. (F) Outras porções permanecem aderidas às partículas alimentares e passam do  rúmem para o omaso. (McAllister et al., 1994) - J. Anim . Sci. 1994. 72:3004-3018
Na dieta dos ruminantes contêm, normalmente, considerável quantidade de celulose, hemicelulose, amido e carboidratos solúveis em água, que estão, principalmente, na forma de frutosanas (McDonald et al., 1995).
A degradação dos carboidratos no rúmen pode ser dividida em duas etapas, sendo que no primeiro os carboidratos complexos são transformados em açúcares simples. Isto é feito pelas enzimas microbianas extracelular e é assim similar com a digestão dos carboidratos nos não-ruminantes (McDonald et al., 1995).
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Funções dos biofilmes na superfície das partículas alimentares incluem: (A) recolher nutrientes liberados, (B) proteger de substâncias de antibacterianas (por exemplo, bacteriófago e protozoários), e (C) estabelecer um ambiente para transferência de substratos e elétrons, além de remover os produtos finais (por exemplo, AGV)
DEGRADAÇÃO DOS CARBOIDRATOS NO OMASO E ABOMASO
As condições fisiológicas dentro do omaso são semelhantes àquelas das regiões cranial e ventral do rúmen-retículo, de modo que a fermentação é semelhante (Swenson & Reece, 1996).
O abomaso é um órgão secretor de ácido clorídrico e enzima, sendo embriológica e funcionalmente homólogo ao estômago dos não-ruminantes. A distensão pilórica aumenta o pH abomasal e (mais particularmente) as soluções de AGV são estímulos potentes para liberação da gastrina e secreção de ácido clorídrico.A secreção é fortemente inibida por um aumento na acidez da região pilórica ou do duodeno. O suco gástrico da região fúndica atinge 4 a 6 l/d e pode ter uma acidez próxima de 1,0 de valor de pH, particularmente a baixas taxas de secreção. O conteúdo abomasal mantém-se ao redor de um pH de 3,0 como resultado de várias interações (Swenson & Reece, 1996).
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Acético + Propriônico + Butírico
70 – 80 exigência energética do animal
FDN Æ 49 – 50 % fermentada no rúmen
CHOS Æ 90 – 100 % fermentada no rúmen
Pectina Æ 90 – 100 % fermentada no rúmen
Amido Æ 50 -80% fermentada no rúmen
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AGV produzidos no Rúmen
¾100 % absorvido no rúmen, retículo e omaso
¾Absorção Æ metabolismo Æ veia porta Æ fígado 
Æmetabolismo Æ tecidos Æ metabolismo
Características do rúmen como câmara de fermentação
a) Temperatura entre 38‐42oC (média de 39oC)
b) Anaerobiose
c) pH entre 5,5 ‐ 7,0
d) Presença de bactérias, protozoários (utilizam pouco
carbdoiratos solúveis; engolfam amido e partílcuas alimentares; utilizam celulose, engolfam bactérias e possuem enzimas proteolíticas) e fungos (colonizam a
fração celulose‐lignina inicialmente, facilitando o acesso das bactérias e esta fração)
e) Suprimento de nutrientes e remoção dos produtos de fermentação.
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Carência e excesso
Toda a absorção de carboidratos, em quantidades superiores àquela da capacidade do fígado e de outros tecidos de os transformarem e estocarem na forma de glicogênio, é transformada em triglicerídeos (gordura de reserva). 
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* O estômago de bovinos é 
aparente aos 28 dias de 
desenvolvimento embrionário e aos 56 dias os compartimentos 
estão diferenciados.